双层仿生脱细胞基质支架TAZn/Mg生物活性涂层靶向调控肩袖腱-骨界面修复

【编辑推荐】针对肩袖损伤后腱-骨界面修复与免疫微环境调控的临床难题，研究人员开发了具有双层生物活性涂层的仿生书状支架dtECM-TAZn/Mg。该支架以脱细胞肌腱基质(dtECM)为基底，通过单宁酸(TA)与Zn2+/Mg2+的金属-酚配位键构建功能涂层，实现Zn2+促进骨再生与TA/Mg2+协同调控巨噬细胞M2极化的双重作用，为肩袖修复提供创新解决方案。

　　

肩袖损伤是导致肩关节功能障碍的常见疾病，其修复难点在于腱-骨界面的特殊结构和复杂的免疫微环境。传统修复材料难以同时实现结构重建与炎症调控，术后再撕裂率高达20%-70%。这一临床困境的核心在于：如何模拟天然腱-骨界面的梯度结构？如何调控损伤部位的氧化应激和巨噬细胞极化？这些科学问题成为组织工程领域亟待突破的瓶颈。

为解决这一难题，国内某高校研究团队在《Materials Today Bio》发表创新研究，开发了一种具有双层生物活性涂层的书状脱细胞支架dtECM-TAZn/Mg。该研究通过仿生设计，将天然肌腱的结构优势与金属离子的生物学功能相结合，首次实现了肩袖修复过程中结构重建与免疫微环境调控的协同作用。

关键技术方法包括：1）采用脱细胞技术保留肌腱细胞外基质(dtECM)的天然胶原纤维排列；2）通过单宁酸(TA)共价交联构建基底涂层；3）利用金属-酚配位自组装技术负载Zn²⁺和Mg²⁺；4）建立大鼠肩袖损伤模型验证修复效果。

研究结果部分：
"支架制备与表征"证实dtECM-TAZn/Mg成功保留了天然肌腱的纤维定向排列，TA-Zn/Mg涂层通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)验证了金属-酚配位键的形成。
"体外生物活性评估"显示Zn²⁺释放促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化，ALP活性提高2.3倍；TA/Mg²⁺组合使巨噬细胞M2型标记物CD206表达量增加至78.5%。
"体内修复效果"证实植入8周后，实验组腱-骨界面形成连续纤维软骨过渡层，骨密度较对照组提高47.2%，生物力学测试显示最大拉力负荷达98.7N。
"免疫调控机制"阐明了TA通过NF-κB通路抑制炎症因子释放，Mg²⁺通过PI3K-Akt通路促进巨噬细胞M2极化，协同降低局部ROS水平达62.4%。

结论表明，这种仿生书状支架通过结构-功能一体化设计：上层TA-Zn涂层靶向促进骨再生，下层TA-Mg涂层调控免疫微环境，双管齐下解决了肩袖修复的关键难题。该研究为复杂组织界面再生提供了"材料指导免疫应答"的新策略，其金属-酚网络技术平台可拓展应用于其他软硬组织交界处修复领域。研究创新性地将传统中药成分单宁酸与现代组织工程技术结合，展现了转化医学的广阔前景。